專利名稱：電鍍金剛石鉆頭電鍍電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電鍍電源，尤其涉及一種電鍍金剛石鉆頭電鍍電源。
背景技術(shù)：
電鍍金剛石鉆頭有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)電鍍鉆頭生產(chǎn)周期長(zhǎng)，一般為3-7天，在電鍍過程中需要多次調(diào)節(jié)電流大?。浑婂冸娏鞔?，穩(wěn)定性要求高。高穩(wěn)定度的電鍍電流可以提高電鍍金剛石鉆頭鍍層厚度的均勻性、有效降低鍍層的缺陷，從而提高金剛石顆粒與基體界面的結(jié)合力，改善鍍層的物理和化學(xué)性能，增加電鍍鉆頭的使用壽命。因此在電鍍金剛石鉆 頭過程中，保證在漫長(zhǎng)的電鍍過程中的電流值穩(wěn)定，是保證電鍍效果和質(zhì)量的基本條件。現(xiàn)有電鍍電源均由開關(guān)電源和滑動(dòng)變阻器組成，電流穩(wěn)定度低。 圖I為現(xiàn)有電鍍金剛石鉆頭電鍍電源的電路圖，它是用電阻法來調(diào)節(jié)電鍍電流大小的，圖中R為滑動(dòng)變阻器或磁盤式變阻器，A為電流表。+15V電壓由高頻開關(guān)電源提供穩(wěn)定的電鍍電壓，每個(gè)電鍍槽上并聯(lián)多個(gè)支路，每個(gè)支路都可單獨(dú)電鍍金剛石鉆頭，且每個(gè)支路上電鍍電流的大小由變阻器R調(diào)節(jié)。現(xiàn)有電鍍金剛石鉆頭電鍍電源有著以下缺點(diǎn)當(dāng)電鍍電流輸出范圍在0-0. 8A的小電流時(shí)，電流不穩(wěn)定；當(dāng)電鍍電流輸出范圍在3A以上的大電流時(shí)，變阻器發(fā)熱嚴(yán)重，經(jīng)常由于電流大而燒毀，電流不穩(wěn)定；長(zhǎng)時(shí)間工作可靠性低；變阻器易受腐蝕，調(diào)節(jié)困難?，F(xiàn)有用運(yùn)算放大器、晶體管等恒流器件做恒流電路，其電流能做到0-5A，電流穩(wěn)定度達(dá)到5%。，但其長(zhǎng)時(shí)間工作可靠性差，功率器件的發(fā)熱十分嚴(yán)重。如圖2為期刊文獻(xiàn)《基于場(chǎng)效應(yīng)管的恒流源設(shè)計(jì)》中所提到的恒流源電路，其用單個(gè)功率管輸出電流達(dá)到0-5A，電流穩(wěn)定度優(yōu)于0. 5%，經(jīng)測(cè)試其在0-2A內(nèi)電路穩(wěn)定度高，在2-5A內(nèi)，電流穩(wěn)定性差，功率管發(fā)熱嚴(yán)重，可靠性差，不易長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，不適合作為電鍍金剛石鉆頭的電鍍電源。因此，我們迫切需要一種輸出電流穩(wěn)定性高、散熱性好、成本低廉、長(zhǎng)時(shí)間工作可靠性高，適合用于電鍍金剛石鉆頭的電鍍電源。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種適合用于電鍍金剛石鉆頭的電鍍電源，該電鍍電源穩(wěn)定性高。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，包括有第一采樣電路和第二采樣電路，第一采樣電路的電壓經(jīng)第一信號(hào)處理放大電路放大后，與第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓電路連接，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管Ml和M2的柵極相連，功率管Ml和M2的漏極與負(fù)載電路連接，功率管Ml和M2的源極分別與均流電阻R6、R7連接后，再與第一采樣電路連接；第二采樣電路的電壓經(jīng)第二信號(hào)處理放大電路放大后，與第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓電路連接，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管M3和M4的柵極相連，功率管M3和M4的漏極與負(fù)載電路連接，功率管M3和M4的源極分別與均流電阻R12、R13連接后，再與第二采樣電路連接。按上述方案，所述的第一信號(hào)處理放大電路包括運(yùn)算放大器U3，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路包括運(yùn)算放大器U1，第一采樣電路包括采樣電阻R01，第二信號(hào)處理放大電路包括運(yùn)算放大器U4，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路包括運(yùn)算放大器U2，第二采樣電路包括采樣電阻R02，基準(zhǔn)電壓電路包括電位器R2 ;采樣電阻ROl通過電阻R9與運(yùn)算放大器U3的正相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3的輸出端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3的正相輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的電位器R2調(diào)節(jié)端連接，運(yùn)算放大器Ul的輸出端分別與電阻R3和R4的一端連接，電阻R3的另一端與功率管M2的柵極連接，功率管M2的源極通過均 流電阻R7與采樣電阻ROl連接，功率管M2的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接，電阻R4的另一端與功率管Ml的柵極連接，功率管Ml的源極通過均流電阻R6與采樣電阻ROl連接，功率管Ml的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接；采樣電阻R02通過電阻R16與運(yùn)算放大器U4的正相輸入端連接，運(yùn)算放大器U4的輸出端與運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器U2的正相輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的電位器R2的調(diào)節(jié)端連接，運(yùn)算放大器U2的輸出端分別與電阻RlO和Rll的一端連接，電阻RlO的另一端與功率管M4的柵極連接，功率管M4的源極通過均流電阻R13與采樣電阻R02連接，功率管M4的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接，電阻Rll的另一端與功率管M3的柵極連接，功率管M3的源極通過均流電阻R12與采樣電阻R02連接，功率管M3的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接。按上述方案，所述的電阻R6、R7、R12和R13為0. I歐姆的水泥電阻或金屬功率電阻。按上述方案，所述運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與電容C4連接后再與運(yùn)算放大器U3的輸出端連接，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端與電容CS連接后再與運(yùn)算放大器U4的輸出端連接；所述的電容C4、C8為0. IiiF電解電容。按上述方案，所述的采樣電阻ROl與電容C6并聯(lián)，采樣電阻R02與電容ClO并聯(lián)。按上述方案，所述電位器R2的調(diào)節(jié)端與電容C2連接，電位器R2的調(diào)節(jié)端與運(yùn)算放大器U1、U2的正相輸入端采用屏蔽線連接。按上述方案，所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源置于帶有散熱片或散熱器的機(jī)箱中。工作原理為在電路中，由采樣電阻得到的電壓VO經(jīng)過運(yùn)算放大器U3、U4放大5倍后，得到反饋電壓Vfl、Vf2，反饋電壓Vfl、Vf2與基準(zhǔn)電壓Vi相比較，微小偏差經(jīng)低溫漂高增益運(yùn)算放大器U3放大后，去控制功率管Ml和M2的柵極，控制功率管M2和M2的導(dǎo)通程度，從而控制輸出電流IO的大??；微小偏差經(jīng)低溫漂高增益運(yùn)算放大器U4放大后，去控制功率管M4和M3的柵極，控制功率管M4和M3的導(dǎo)通程度，從而控制輸出電流IO的大小。此時(shí)，電路處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡中當(dāng)電流Io減小時(shí)，U3、U4同相端反饋電壓Vfl、Vf2亦減小，基準(zhǔn)電壓Vi保持不變，(Vi-Vfl)或(Vi-Vf2)其差值變大，經(jīng)高增益放大器Ul、U2放大后，Ul、U2輸出電壓增大，柵極電壓增大控制功率管導(dǎo)通程度增加，從而輸出電流IO增大。反之亦然，可見Io電流處在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程中。[0015]電路公式推導(dǎo)
R5YolVfl = Cl + —) Vol ；；Iol =-- ;
R8Vi % VHROl由上可得101(1 + R5 / ) ROl
/ Ko由于電路為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，則有Ioi^102 ;Io = 2101
TVi
_9]綜捕0 (! + r5Z ) ROl
/ Ivo本電路中R5=40K，R8=10K；ROl=O. I Q代入得I0=4ViVi在0-2. 5V調(diào)節(jié)時(shí)，Io在0-10A內(nèi)變化。本電源電路解決了傳統(tǒng)電鍍電路0-0. 8A小電流工作不穩(wěn)定，3A以上大電流調(diào)節(jié)不到、發(fā)熱嚴(yán)重的問題，大大提高了電鍍電流的穩(wěn)定度和電路的可靠性；同時(shí)，本電源電路實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定度0-10A大電流輸出，解決了現(xiàn)有恒流電源發(fā)熱的問題，大大提高了電流的輸出范圍；輸出電流不受電鍍?nèi)芤鹤柚底兓挠绊?，電流穩(wěn)定度優(yōu)于1%。，電流紋波優(yōu)于7mA，成本低廉，長(zhǎng)時(shí)間工作可靠性高。本電源電路能夠減少電鍍金剛石鉆頭的廢品率，提高電鍍金剛石鉆頭的質(zhì)量和使用壽命。

圖I是現(xiàn)有電鍍金剛石鉆頭電鍍電源的電路圖。圖2是期刊文獻(xiàn)《基于場(chǎng)效應(yīng)管的恒流源設(shè)計(jì)》中的恒流源電路。圖3是本實(shí)用新型電鍍金剛石鉆頭電鍍電源的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。參見圖3, —種電鍍金剛石鉆頭電鍍電源,包括有第一米樣電路和第二米樣電路，第一采樣電路的電壓經(jīng)第一信號(hào)處理放大電路放大后，與第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓電路連接，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管Ml和M2的柵極相連，功率管Ml和M2的漏極與負(fù)載電路連接，功率管Ml和M2的源極分別與均流電阻R6、R7連接后，再與第一采樣電路連接；第二采樣電路的電壓經(jīng)第二信號(hào)處理放大電路放大后，與第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓電路連接，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管M3和M4的柵極相連，功率管M3和M4的漏極與負(fù)載電路連接，功率管M3和M4的源極分別與均流電阻R12、R13連接后，再與第二采樣電路連接。所述的第一信號(hào)處理放大電路包括運(yùn)算放大器U3，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路包括運(yùn)算放大器Ul，第一采樣電路包括采樣電阻R01，第二信號(hào)處理放大電路包括運(yùn)算放大器U4，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路包括運(yùn)算放大器U2，第二采樣電路包括采樣電阻R02，基準(zhǔn)電壓電路包括電位器R2 ;采樣電阻ROl通過電阻R9與運(yùn)算放大器U3的正相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3的輸出端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3的正相輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的電位器R2調(diào)節(jié)端連接，運(yùn)算放大器Ul的輸出端分別與電阻R3和R4的一端連接，電阻R3的另一端與功率管M2的柵極連接，功率管M2的源極通過均流電阻R7與采樣電阻ROl連接，功率管M2的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接，電阻R4的另一端與功率管Ml的柵極連接，功率管Ml的源極通過均流電阻R6與采樣電阻ROl連接，功率管Ml的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接；采樣電阻R02通過電阻R16與運(yùn)算放大器U4的正相輸入端連接，運(yùn)算放大器U4的輸出端與運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器U2的正相輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的電位器R2的調(diào)節(jié)端連接，運(yùn)算放大器U2的輸出端分別與電阻RlO和Rll的一端連接，電阻RlO的另一端與功率管M4的柵極連接，功率管M4的源極通過均流電阻R13與采樣電阻R02連接，功率管M4的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接，電阻Rll的另一端與功率管M3的柵極連接，功率管M3的源極通過均流電阻R12與采樣電阻R02連接，功率管M3的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接。圖中15Vdc是由開關(guān)電源提供的穩(wěn)定電壓，基準(zhǔn)電壓由電阻R1、電位器R2分壓得至lj，15V經(jīng)電阻Rl后與穩(wěn)壓管Dl、電容Cl、電位器R2的并聯(lián)連接；電阻Rl的一端與+15V接線端相連，電阻Rl的另一端與穩(wěn)壓管Dl的正極、電容Cl的正極、電位器R2 —線端相連接，穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極、電容Cl的負(fù)極、電位器R2另一接線端相連接后接地。為使電流調(diào)節(jié)平穩(wěn)以及防止機(jī)械振動(dòng)，在電位器R2調(diào)節(jié)端緊接電容C2，電位器R2調(diào)節(jié)端與電容C2正極相連。在電位器R2調(diào)節(jié)端到運(yùn)算放大器Ul、U2端使用屏蔽線連接。運(yùn)算放大器Ul作為高增益差分放大器，用以對(duì)基準(zhǔn)電壓Vi與反饋電壓Vfl的差值放大，已達(dá)到足夠大的電壓去驅(qū)動(dòng)功率管M1、M2。運(yùn)算放大器Ul正相輸入端與電位器R2的調(diào)整端相連，與鉭電容C2的正極相連；運(yùn)算放大器Ul反相輸入端與運(yùn)算放大器U3的輸出端相連；運(yùn)算放大器Ul的輸出端分別與調(diào)整電阻R3、R4 —端相連，調(diào)整電阻R3、R4另一端分別與功率管M1、M2的柵極相連；運(yùn)算放大器Ul的輸出端和反相輸入端串入電容C3，運(yùn)算放大器Ul的輸出端與電容C3的正極相連，運(yùn)算放大器Ul反相輸入端與電容C3的負(fù)極相連。運(yùn)算放大器U2作為高增益差分放大器，用以對(duì)基準(zhǔn)電壓Vi與反饋電壓Vf2的差值放大，已達(dá)到足夠大的電壓去驅(qū)動(dòng)功率管M3、M4。運(yùn)算放大器U2正相輸入端與電位器R2的調(diào)整端相連，與鉭電容C2的正極相連；運(yùn)算放大器U2反相輸入端與運(yùn)算放大器U4的輸出端相連；運(yùn)算放大器U2的輸出端分別與調(diào)整電阻RIO、Rll 一端相連，調(diào)整電阻RIO、Rll另一端分別與功率管M3、M4的柵極相連；運(yùn)算放大器U2的輸出端和反相輸入端串入電容C7，運(yùn)算放大器U2的輸出端與電容C7的正極相連，運(yùn)算放大器U2反相輸入端與電容C7的負(fù)極相連。運(yùn)算放大器U3為反饋電路，對(duì)采樣電壓VOl進(jìn)行放大，同時(shí)運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與電阻R8連接后與地連接，運(yùn)算放大器U3的正相輸入端通過與電阻R8等值的電阻R9連接后再與第一采樣電路連接，運(yùn)算放大器U3的正相輸入端與電容C5連接后接地。運(yùn)算放大器U3的輸出端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端相連；運(yùn)算放大器U3的輸出端分別與 可調(diào)電阻R5調(diào)整端以及電容C4正極相連接，運(yùn)算放大器U3反相輸入端分別與可調(diào)電阻R5一端以及電容C4負(fù)極相連接。加入電容C4、C5以消除電路負(fù)反饋振蕩。運(yùn)算放大器U4為反饋電路，對(duì)采樣電壓V02進(jìn)行放大，同時(shí)運(yùn)算放大器U4的反相輸入端與電阻R15連接后與地連接，運(yùn)算放大器U4的正相輸入端通過與電阻R15等值的電阻R16連接后再與第二采樣電路連接，運(yùn)算放大器U4的正相輸入端與電容C9連接后接地。運(yùn)算放大器U4的輸出端與運(yùn)算放大器U2的反相輸入端相連；運(yùn)算放大器U4的輸出端分別與可調(diào)電阻R14調(diào)整端以及電容CS正極相連接，運(yùn)算放大器U4反相輸入端分別與可調(diào)電阻R14—端以及電容CS負(fù)極相連接。加入電容CS、C9以消除電路負(fù)反饋振蕩。功率管Ml、M2并聯(lián)連接，以實(shí)現(xiàn)較大電流輸出，功率管并聯(lián)時(shí)采用電阻均流設(shè)計(jì)，這是本電路的關(guān)鍵所在，較好的解決了功率管均流問題，保證了較大電流輸出，同時(shí)又保證 了輸出電流的精度，電流紋波小，還改善了功率管的散熱問題。功率管M1、M2的漏極相連接后與電鍍金剛石鉆頭RL接線端相連；功率管M1、M2的柵極分別于電阻R4、R3的一端相連，電阻R4、R3的另一端相連后接到運(yùn)算放大器Ul的輸出端；功率管Ml、M2的源極分別與電阻R6、R7的一端相連，電阻R6、R7的另一端相連接后與第一采樣電路相連。其中電阻R6、R7為均流電阻，電阻R4、R3用以抑制寄生振蕩。功率管M3、M4并聯(lián)連接，以實(shí)現(xiàn)較大電流輸出，功率管并聯(lián)時(shí)采用電阻均流設(shè)計(jì)，這是本電路的關(guān)鍵所在，較好的解決了功率管均流問題，保證了較大電流輸出，同時(shí)又保證了輸出電流的精度，電流紋波小，還改善了功率管的散熱問題。功率管M3、M4的漏極相連接后與電鍍金剛石鉆頭RL接線端相連；功率管M3、M4的柵極分別于電阻R11、RlO的一端相連，電阻RlURlO的另一端相連后接到運(yùn)算放大器U2的輸出端；功率管M3、M4的源極分別與電阻R12、R13的一端相連，電阻R12、R13的另一端相連接后與第二采樣電路相連。其中電阻R12、R13為均流電阻，電阻R11、RlO用以抑制寄生振蕩。第一米樣電路,米樣電阻ROl與電容C6并聯(lián)后一端接地，另一端分兩條支路，一條支路是與電阻R9串聯(lián)后與運(yùn)算放大器U3的正相輸入端連接，第二條支路是與電阻R6、R7的并聯(lián)連接。第二采樣電路，采樣電阻R02與電容ClO并聯(lián)后一端接地，另一端分兩條支路，一條支路是與電阻R16串聯(lián)后與運(yùn)算放大器U4的正相輸入端連接，第二條支路是與電阻R12、Rl3的并聯(lián)連接。由上述可知本電源電路采用并聯(lián)連接，電路對(duì)稱布局，可以實(shí)現(xiàn)高精度低紋波電流輸出。具體并聯(lián)方法將運(yùn)算放大器Ul與運(yùn)算放大器U2的正相輸入端相連后接到基準(zhǔn)電壓電路的電位器R2的調(diào)整端；將功率管Ml、M2的漏極相連為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將功率管M3、M4的漏極相連為另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，連線要短且一致，再將兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連后接到電鍍金剛石鉆頭RL的接線端；運(yùn)算放大器U3與運(yùn)算放大器U4的輸出端分別與運(yùn)算放大器Ul與運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接。為使保證電鍍電流在0-10A長(zhǎng)時(shí)間的高穩(wěn)定度，采取以下措施( I)電阻均流設(shè)計(jì)。在實(shí)際的應(yīng)用中由于功率管自身的參數(shù)(柵極電路參數(shù)及漏源極電路參數(shù)不一致)、電路參數(shù)、電路布局不一致等，會(huì)出現(xiàn)功率管在工作時(shí)電流的分配不均勻的問題，當(dāng)出現(xiàn)電流分配不均勻時(shí)，電流較大的功率管發(fā)熱會(huì)很嚴(yán)重，最終導(dǎo)致電流過大而燒毀。因此本電路采取電阻均流的方式，解決了功率器件并聯(lián)及散熱的問題，從而擴(kuò)大了電流的輸出范圍；通過在每個(gè)功率管的源極加0. I歐姆的水泥電阻或金屬功率電阻，平衡功率器件的電流，即功率管Ml的源極與電阻R6串聯(lián)、功率管M2的源極與電阻R7串聯(lián)、功率管M3的源極與電阻R12串聯(lián)、功率管M4的源極與電阻R13串聯(lián)。(2)消除寄生振蕩。功率管并聯(lián)容易引發(fā)寄生振蕩，在并聯(lián)功率管時(shí)，由于電路中存在深度負(fù)反饋、單級(jí)放大倍數(shù)過大、功率管參數(shù)不一致、電路引線過長(zhǎng)和電路布線存在電感、機(jī)械振動(dòng)等影響，功率MOSFET管容易產(chǎn)生寄生振蕩，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致功率MOSFET管損壞。本電路在每個(gè)功率MOSFET管的柵極串聯(lián)一個(gè)小電阻，抑制功率MOSFET的寄生振蕩，即功率管Ml的柵極與電阻R4串聯(lián)、功率管M2的柵極與電阻R3串聯(lián)、功率管M3的柵極與電阻Rll串聯(lián)、功率管M4的柵極與電阻RlO串聯(lián)。(3)消除電路自激振蕩。負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的根本原因是AF (環(huán)路放大倍數(shù))附加相移，反饋越深，越容易產(chǎn)生自激振蕩。本電路采取較低的反饋系數(shù)5，在運(yùn)算放大器Ul、U2采用電容滯后補(bǔ)償；在運(yùn)算放大器U3、U4采取電容超前補(bǔ)償法。同時(shí)，在運(yùn)算放大器U3、U4的反相端，加入0. IuF小電解電容，即運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與電容C4連接后再與運(yùn)算放大器U3的輸出端連接，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端與電容CS連接后再與運(yùn)算放大器U4的輸出端連接。(4)為使電鍍電流紋波小，在電路采樣電阻并聯(lián)小電容，抑制電流紋波；即采樣電阻ROl與電容C6并聯(lián)，采樣電阻R02與電容ClO并聯(lián)。(5)電路消震及采用屏蔽線。在調(diào)節(jié)電鍍電流的過程中，難免造成裝置振動(dòng)，造成基準(zhǔn)電壓的跳動(dòng)，從而引起輸出電流的跳動(dòng)。為使電流在0-10A平穩(wěn)調(diào)節(jié)，在電位器的調(diào)節(jié)端加0. I y F的鉭電容，在電位器到運(yùn)算放大器U1、U2端使用屏蔽線連接，即電位器R2的末端與電容C2連接，電位器R2到運(yùn)算放大器U1、U2端使用屏蔽線連接。(6)電路并聯(lián)，電路嚴(yán)格對(duì)稱布局。功率管并聯(lián)三個(gè)以上時(shí)，電路惡化，很難解決功率器件均流問題，這樣就限制了電鍍電流的輸出范圍。本電路采取電路并聯(lián)，將兩個(gè)電路對(duì)稱布局，進(jìn)一步擴(kuò)展了電鍍電流的輸出能力。(7)選擇帶散熱片或散熱器的機(jī)箱放置電源電路，保證了機(jī)箱內(nèi)電路元件的封閉性，避免被電鍍車間酸性腐蝕，同時(shí)增大了散熱面積。散熱器加風(fēng)扇散熱，提高散熱片的 熱傳導(dǎo)效率，采取絕緣粒避免機(jī)箱上帶電，提高散熱器的可靠性。以上所述的功率管的型號(hào)可以為IRF250，也可以為其他型號(hào)。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改，等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電鍍金剛石鉆頭電鍍電源,其特征在于包括有第一米樣電路和第二米樣電路，第一采樣電路的電壓經(jīng)第一信號(hào)處理放大電路放大后，與第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓電路連接，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管Ml和M2的柵極相連，功率管Ml和M2的漏極與負(fù)載電路連接，功率管Ml和M2的源極分別與均流電阻R6、R7連接后，再與第一采樣電路連接；第二采樣電路的電壓經(jīng)第二信號(hào)處理放大電路放大后，與第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓電路連接，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管M3和M4的柵極相連，功率管M3和M4的漏極與負(fù)載電路連接，功率管M3和M4的源極分別與均流電阻R12、R13連接后，再與第二采樣電路連接。
2.如權(quán)利要求I所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，其特征在于所述的第一信號(hào)處理放大電路包括運(yùn)算放大器U3，第一信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路包括運(yùn)算放大器Ul，第一采樣電路包括采樣電阻R01，第二信號(hào)處理放大電路包括運(yùn)算放大器U4，第二信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路包括運(yùn)算放大器U2，第二采樣電路包括采樣電阻R02，基準(zhǔn)電壓電路包括電位器R2 ;采樣電阻ROl通過電阻R9與運(yùn)算放大器U3的正相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3的輸出端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3的正相輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的電位器R2調(diào)節(jié)端連接，運(yùn)算放大器Ul的輸出端分別與電阻R3和R4的一端連接，電阻R3的另一端與功率管M2的柵極連接，功率管M2的源極通過均流電阻R7與采樣電阻ROl連接，功率管M2的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接，電阻R4的另一端與功率管Ml的柵極連接，功率管Ml的源極通過均流電阻R6與采樣電阻ROl連接，功率管Ml的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接；采樣電阻R02通過電阻R16與運(yùn)算放大器U4的正相輸入端連接，運(yùn)算放大器U4的輸出端與運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器U2的正相輸入端與基準(zhǔn)電壓電路的電位器R2的調(diào)節(jié)端連接，運(yùn)算放大器U2的輸出端分別與電阻RlO和Rll的一端連接，電阻RlO的另一端與功率管M4的柵極連接，功率管M4的源極通過均流電阻R13與采樣電阻R02連接，功率管M4的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接，電阻Rll的另一端與功率管M3的柵極連接，功率管M3的源極通過均流電阻R12與采樣電阻R02連接，功率管M3的漏極與負(fù)載電路的電鍍金剛石鉆頭電阻RL連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，其特征在于所述的電阻R6、R7、R12和R13為O. I歐姆的水泥電阻或金屬功率電阻。
4.如權(quán)利要求2所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，其特征在于所述運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與電容C4連接后再與運(yùn)算放大器U3的輸出端連接，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端與電容C8連接后再與運(yùn)算放大器U4的輸出端連接；所述的電容C4、C8為O. I μ F電解電容。
5.如權(quán)利要求2所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，其特征在于所述的采樣電阻ROl與電容C6并聯(lián)，采樣電阻R02與電容ClO并聯(lián)。
6.如權(quán)利要求2所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，其特征在于所述電位器R2的調(diào)節(jié)端與電容C2連接，電位器R2的調(diào)節(jié)端與運(yùn)算放大器U1、U2的正相輸入端采用屏蔽線連接。
7.如權(quán)利要求I或6所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，其特征在于所述的電鍍金剛石鉆頭電鍍電源置于帶有散熱片或散熱器的機(jī)箱中。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電鍍金剛石鉆頭電鍍電源，包括有2組采樣電路，每組采樣電路的電壓經(jīng)信號(hào)處理放大電路放大后，與信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接，信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓電路連接，信號(hào)比較及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與2個(gè)功率管的柵極相連，2個(gè)功率管的漏極與負(fù)載電路連接，2個(gè)功率管的源極分別與2個(gè)均流電阻連接后，再與采樣電路連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定度0-10A大電流輸出，電流穩(wěn)定度優(yōu)于1‰，電流紋波優(yōu)于7mA，解決了現(xiàn)有恒流電源發(fā)熱的問題，長(zhǎng)時(shí)間工作可靠性高。
文檔編號(hào)G05F1/56GK202383546SQ20112047600
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者江進(jìn)國, 董浩斌, 陳澤平, 黃曉林 申請(qǐng)人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)